Kas ir pjezoelektriskais sensors?

Pjezoelektrisko sensoru radītais elektriskais signāls strauji krītas pēc pirmās spēka pielikšanas. Tas nozīmē, ka tie nav piemēroti statiskā spēka mērīšanai; tomēr tie lieliski spēj izmērīt ļoti īslaicīgus spēkus, piemēram, trieciena spēkus. Viena kristāla un pjezokeramikas sensori ir ļoti stingri un tiem ir ļoti augsta dabiskā frekvence. Sensora dabiskā frekvence ierobežo tā lietojumu, jo mērījumu kļūdas rodas, ja mērāmās vibrācijas frekvence ir tuva sensora frekvencei. Tomēr pjezoelektriskā sensora augstā dabiskā frekvence ļauj precīzi izmērīt ļoti augstas frekvences. Tas nozīmē, ka to var izmantot, lai noteiktu neparastus vibrācijas modeļus, ko var izraisīt materiālu un sastāvdaļu defekti.

Viena kristāla un pjezokeramikas sensoru augstā stingrība nozīmē, ka tiem bieži ir līdzīgas fizikālās īpašības materiāliem, piemēram, tēraudam, no kuriem tiek izgatavoti instrumenti un mašīnas. Tāpēc sensorus var iekļaut instrumentos un iekārtās kā daļu no to struktūras, lai tos varētu konstruēt ar iebūvētiem sensoriem. Šāda veida pjezoelektriskais sensors ir arī ļoti izturīgs, spēj izturēt spēcīgus trieciena spēkus un efektīvi darboties augstā temperatūrā, un to izmanto daudzos rūpnieciskos lietojumos, lai mērītu spiedienu un spriedzi uz materiāliem. Tos var izmantot arī paātrinājuma mērīšanai — kad objekts paātrina, tas iedarbojas pretējā virzienā, ko var izmērīt ar sensoru.

Pjezoelektriskajiem sensoriem ir plašs citu pielietojumu klāsts. Viens izplatīts lietojums ir mikrofonos, kur skaņas viļņu radītais spēks tiek pārveidots par elektriskiem signāliem un ierakstīts vai pastiprināts. Elastīgus, vieglus pjezoelektriskos materiālus, piemēram, PVDF, var izmantot skārienekrānos un skārienpaliktņos, un tos var izmantot arī zinātniskos pētījumos. Piemēram, maziem dzīvniekiem un pat kukaiņiem var piestiprināt sīkus sensorus, lai uzraudzītu to darbību un uzvedību.